礦用通風(fēng)機節(jié)能技術(shù)分析與探討

郭小亮 郭長華(陽鼓風(fēng)機通風(fēng)設(shè)備有限責(zé)任公司 遼寧省沈陽市 110141)

在我國，通風(fēng)設(shè)備是礦井中耗能最高的應(yīng)用設(shè)施之一，基本每家煤礦企業(yè)的礦井都應(yīng)用通風(fēng)機來完成生產(chǎn)過程。在國家提倡保護生態(tài)環(huán)境的政策指引下，建立低碳、生態(tài)礦山成為了煤礦行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，進而煤礦節(jié)能問題也成為了礦井工作環(huán)節(jié)當(dāng)中的重點研究對象之一，對于煤礦的安全生產(chǎn)與保護環(huán)境都有著極其重要的意義[1]。變頻技術(shù)的引入能夠完善礦用通風(fēng)設(shè)備，提高機器的自動化水準(zhǔn)，最終實現(xiàn)通風(fēng)機節(jié)能。

一、礦用通風(fēng)機節(jié)能技術(shù)的設(shè)計與原理

礦用通風(fēng)機的節(jié)能方式有多種選擇，采用不同的節(jié)能方法能夠在不同程度上實現(xiàn)其節(jié)能要求。經(jīng)研究得知，最優(yōu)化的節(jié)能方式為變頻改造法，有著極為明顯的應(yīng)用優(yōu)勢。變頻即改變電源頻率，即通過對通風(fēng)機電流的轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)電動機運轉(zhuǎn)頻率的調(diào)整，把固定的電網(wǎng)頻率改成可變頻率。變頻技術(shù)具有節(jié)能、高速驅(qū)動、精準(zhǔn)控制等優(yōu)勢，現(xiàn)今廣泛應(yīng)用于礦用通風(fēng)機的改良設(shè)計之中。

1.礦用通風(fēng)機的幾種常見節(jié)能技術(shù)

我國目前針對礦用通風(fēng)機的節(jié)能調(diào)整有幾種方法，如下：

（1）直接選擇與實際工作需求相符合的通風(fēng)機。

（2）改變現(xiàn)有通風(fēng)機的設(shè)計管路。

（3）針對現(xiàn)有通風(fēng)機的運行環(huán)境來協(xié)調(diào)控制其運行狀況。

2.節(jié)能效果的改良

通過對礦用通風(fēng)機節(jié)能技術(shù)的研究，發(fā)掘其中最優(yōu)化的節(jié)能效果，有針對性的對通風(fēng)機進行改良，以備應(yīng)用于實踐，其具體方法如下：

（1）對通風(fēng)設(shè)備進行節(jié)流調(diào)整。其具體做法：在風(fēng)機轉(zhuǎn)速固定的前提下，用壓力截流開關(guān)裝置的使用來改變風(fēng)機流量。經(jīng)分析得知，該方法的使用，對于風(fēng)機的風(fēng)速的影響不大，而且該方式對于生產(chǎn)成本管理也沒有起到有效的控制作用。

（2）基于液力耦合器而進行的調(diào)速節(jié)能法。其具體做法：應(yīng)用液體傳遞扭矩，在電動機轉(zhuǎn)速恒定的前提下，通過耦合器中的泵輪和渦輪等裝置的調(diào)整改變，使液體船體扭矩從而改變通風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。在以前的礦井節(jié)能化建設(shè)中，這種方法應(yīng)用較為廣泛，隨著技術(shù)的革新，這種方式逐漸被淘汰，因其占地面積過大、調(diào)速效果不明顯等劣勢導(dǎo)致。

（3）利用變頻技術(shù)節(jié)能。截至目前，這是一種相對成熟的技術(shù)成果。由于變頻器的成本較低，在原有通風(fēng)設(shè)備中加入變頻器，其成本并沒有明顯改變，但又能夠起到調(diào)速節(jié)能的效果，所以利用變頻技術(shù)節(jié)能法的應(yīng)用較為廣泛。變頻調(diào)速節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成為礦用通風(fēng)設(shè)備的主要節(jié)能方法，基于此技術(shù)對礦井應(yīng)用中的通風(fēng)機進行低成本改造，其節(jié)能優(yōu)勢日益凸顯。

二、礦用通風(fēng)機變頻節(jié)能技術(shù)的改造流程及應(yīng)用現(xiàn)狀

1.變頻調(diào)速技術(shù)的作用機理

交流電動機變頻調(diào)速是在微電子理論基礎(chǔ)上演變而來的新技術(shù)，它是一種以改變電機頻率和改變電壓來達到電機調(diào)速目標(biāo)的技術(shù)手段[2]。此技術(shù)的顯現(xiàn)，相對于傳統(tǒng)的直流電機調(diào)速手段具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，其特點表現(xiàn)在：調(diào)速范圍廣、調(diào)速效率高、安全性能佳等優(yōu)勢。它是當(dāng)下一種較為合理的調(diào)速方法，作用機理符合節(jié)能要求。

2.運用變頻調(diào)速機理進而實現(xiàn)節(jié)能

基于變頻調(diào)速器的特殊性質(zhì)，它有著不同的類別。礦用通風(fēng)機往往承載能力較弱，且無需過高的負(fù)荷壓力，所以我們可以選擇性能和價格較為低廉的變頻調(diào)速器，這就已經(jīng)能夠滿足通風(fēng)機的正常穩(wěn)定運行要求。

在變頻調(diào)速器的應(yīng)用改造過程中，對于其信號要進行有效控制。一般情況下，變頻器速率相比額定轉(zhuǎn)速的比值應(yīng)控制在75%-100%區(qū)間，且不低于50%。如若頻率信號受礦井環(huán)境的影響較大，可采取必要的抗干擾技術(shù)進行調(diào)節(jié)，進而保證其信號的適當(dāng)控制，促進變頻調(diào)速器的合理改造。

礦用通風(fēng)機的變頻改造流程步驟清晰，改造環(huán)節(jié)較為簡單，除了對用戶給定的信號做好必要的控制外，接下來就只需進行對系統(tǒng)的設(shè)置工作即可完成改造。

經(jīng)過對通風(fēng)機進行變頻改造后，完成了其基本的節(jié)能效果。其節(jié)能原理很簡單且易實現(xiàn)，在我國礦井通風(fēng)機設(shè)備配置中獲得了普遍應(yīng)用。節(jié)能的功率與其通風(fēng)面積呈現(xiàn)正比例的趨勢，起到了合理化的配置資源、有效的利用資源的作用?？梢?，應(yīng)用變頻調(diào)速器進行改造礦用通風(fēng)機，節(jié)能效果明顯。

結(jié)束語

礦用通風(fēng)機在實際應(yīng)用中采取變頻調(diào)速的方式，能夠起到節(jié)能的效果。隨著時代的發(fā)展與社會的變革，礦用通風(fēng)機節(jié)能技術(shù)也在不斷成熟與進步，人們更期望尋求一種簡便、經(jīng)濟的手段來完善礦用通風(fēng)機的節(jié)能設(shè)計，顯然變頻設(shè)備可以實現(xiàn)這一目標(biāo)，使改造后的通風(fēng)機的應(yīng)用效果更為明顯，并且能夠起到安全防護的作用。目前國內(nèi)的煤礦企業(yè)數(shù)量居多，在國家政策的要求下，礦用通風(fēng)機的節(jié)能技術(shù)與手段將進行廣泛的推廣使用，保證安全生產(chǎn)。

[1]石雪松，徐常武，商景泰.我國礦用通風(fēng)設(shè)備行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展分析[J].通用機械，2011，12（06）：156-157.

[2]羅會清.煤礦主通風(fēng)機節(jié)能技術(shù)應(yīng)用綜述[J].風(fēng)機技術(shù)，2013，4（03）：112-113.

[3]巨廣剛.我國煤礦用主通風(fēng)機節(jié)能現(xiàn)狀分析[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2010，11（08）：178-179.